§11.Էլեկտրական լարում: Վոլտաչափ:
§12.Էլեկտրական դիմադրություն: Օհմի օրենքը շղթայի տեղամասի համար:
Առաջադրվող հարցեր՝
1)Էներգիայի ինչ փոխակերպումներ են տեղի ունենում էլեկտրական փակ շղթայում:
Էլեկտրական փակ շղթայում տեղի է ունենում էլեկտրական էներգիայի փոխակերպում, հոսանքի ազդեցությամբ, այլ էներգիայի՝ ներքին, մեղանիկական, քիմիական և այլն:
2) Ինչ է հոսանքի աշխատանքը:
Հոսանի աշխատանք կոչվում է փակ շղթայի յուրաքանչյուր շղթայում, նրա մի ծայրից մյուսը լիցքը տեղափոխելու ընթացքում էլեկտրական դաշտի կատարած աշխատանքը:
3) Որ ֆիզիկական մեծությունն են անվանում էլեկտրական լարում: Գրեք բանաձևը:
U=A/q
Լարում անվանում են այն ֆիզիկական մեծությունը, որը բնութագրում է էլեկտրական դաշտը փակ էլեկտրական շղթայի հաղորդչում և հավասար է այդ դաշտի կատարած աշխատանքի հարաբերությանը հաղորդչով տեղափոխված լիցքի քանակին:
4) Ինչպես է սահմանվում լարման միավորը՝ վոլտը: Լարման ինչ միավորներ են գործածական:
Մեկ Վոլտն այն լարումն , որի դեպքում շղթայի տվյալ տեղամասով մեկ կուլոն լեցք տեղափոխվելիս էլեկտրական դաշտը կատարում է մեկ ջոուլ աշխատանք:
Լարման գործածական միավորներ՝
կիլովոլտ, մեգավոլտ, միլիվոլտ
5) Որ էլեկտրական սարքն են անվանում վոլտաչափ:
Շղթայի որևէ տեղամասի լարումը չափելու համար օգտագործվող սարքը կոչվում է վոլտաչափ:
6) Շղթայի տարրերի որ միացումն են անվանում զուգահեռ: Ինչպես է վոլտաչափը միացվում շղթայի հետազոտվող տեղամասին:
Երբ էլեկտրական սարքի սեղմակներից մեկը միացվում է շղթայի տեղամասի այն ծայրին, իսկ երկրորդը՝ մյուս, ապա այդպիսի միացումն անվանում են զուգահեռ: Հետևաբար՝ վոլտաչափը շղթայի հետազոտվող տեղամասին միացվում է զուգահեռ:
7) Ինչպես են կապված տրված հաղորդչում հոսանքի ուժի և լարման արժեքները:
Տրված հաղորդչում հոսանքի ուժն ուղիղ համեմատական է լարմանը: Հետևաբար՝ լարման և հոսանքի ուժի U/I հարաբերությունը կախված չէ ո՛չ լարումից և ո՛չ էլ հոսանքի ուժից:
8) Ինչպես է սահմանվում հաղորդչի էլեկտրական դիմադրությունը:
Էլեկտրական հոսանքի նկատմամբ հաղորդչի հակազդեցությունը բնութագրող ֆիզիկական մեծությունը կոչվում է հաղորդչի էլեկտրական դիմադրություն:
9) Ինչպիսին է տարբեր հաղորդիչներում հոսանքի ուժի արժեքների և այդ հաղորդիչների դիմադրությունների կապը նույն լարման դեպքում:
Տարբեր հաղորդիչների համար այդ (հոսանքի ուժի և դիմադրության) կապը հակադարձ համեմատական է, որքան մեծ է դիմադրությունը այնքան ավելի փոքր է հոսաանքի ուժը: Հաղորդչում լարման և հոսանքի ուժի հարաբերությունը որոշվում է միայն հաղորդչի հատկություններով:
10) Ինչպես է սահմանվում հաղորդչի էլեկտրական դիմադրության միավորը՝ օհմ-ը:
Մեկ օհմն այն հաղորդչի դիմադրությունն է, որտեղ հոսանքի ուժը հավասար է մեկ ամպերի, երբ նար ծայրերին կիրառված է մեկ վոլտ լարում:
11) Ձևակերպեք Օհմ-ի օրենքը: Գրեք բանաձևը՝ հոսանքի ուժի, լարման:
Շղթայի տեղամասում հոսանքի ուժն ուղիղ համեմատական է տեղամասի ծայրերին կիրառված լարմանը և հակադարձ համեմատական այդ տեղամասի դիմադրությանը:I= U/R ; U = RI
Կարդալ Է. Ղազարյանի Ֆիզիկա 9 դասագրքից՝ §11; §12 (էջ 37-43):
ՏԵՍԱԿԱՆ ՄԱՍ
Հիշենք. Հաղորդիչներում լիցքավորված մասնիկները՝ մետաղներում էլեկտրոնները, էլեկտրոլիտներում` իոնները, կարող են ազատորեն տեղափոխվել մարմնի մի մասից մյուսը: Այդ լիցքավորված մասնիկներին անվանում են ազատ լիցքակիրներ:
Էլեկտրական դաշտի բացակայության դեպքում ազատ լիցքակիրները հաղորդիչում կատարում են քաոսային (ջերմային) շարժում, ուստի կամայական ուղղությամբ նրանք տեղափոխում են նույն քանակի լիցքեր:
Էլեկտրական դաշտի առկայության դեպքում, նրա ազդեցության տակ, ազատ լիցքակիրները ջերմային շարժման հետ մեկտեղ կատարում են նաև ուղղորդված շարժում և այդ ուղղությամբ ավելի շատ լիցք տեղափոխվում:
Լիցքավորված մասնիկների հենց այդպիսի ուղղորդված շարժումն անվանում են էլեկտրական հոսանք: Էլեկտրական հոսանքը լիցքավորված մասնիկների ուղղորդված շարժում է, որն առաջանում է, երբ էլեկտրական դաշտի կողմից նրանց վրա ուժ է ազդում և աշխատանք է կատարվում (այլ կերպ ասած՝ փակ շղթայի յուրաքանչյուր հաղորդչում, նրա մի ծայրց մյուսը լիցք տեղափոխելու ընթացքում էլ. դաշտը կատարում է աշխատանք): Հոսանքի աշխատանքը համեմատական է տեղափոխված լիցքի քանակին՝ q-ին, հետևաբար նրա հարաբերությունը այդ լիցք քանակին հաստատուն մեծություն է և կարող է բնութագրել էլեկտրական դաշտը հաղորդչի ներսում: Այդ ֆիզիկական մեծությունը կոչվում է լարում և նշանակվում է U տառով:
Լարումը ցույց է տալիս տվյալ տեղամասով 1կուլոն լիցք տեղափոխելիս էլեկտրական դաշտի կատարած աշխատանքը:
Լարումը սկալյար ֆիզիկական մեծություն է, որը հավասար է դաշտի կատարած աշխատանքի հարաբերությանը հաղորդչով տեղափոխված լիցքի քանակին: U=A/q
Էլեկտրական լարման միավորը կոչվում է վոլտ (կրճատ՝ Վ) ի պատիվ հոսանքի առաջին աղբյուր ստեղծող իտալացի ֆիզիկոս Ալեքսանդր Վոլտայի:
1Վ այն լարումն է, որի դեպքում շղթայի տեղամասով 1Կլ լիցք տեղափոխելիս էլեկտրական դաշտը կատարում է 1Ջ աշխատանք:
Վոլտաչափի սեղմակները միացվում են էլեկտրական շղթայի այն կետերին, որոնց միջև անհրաժեշտ է չափել լարումը՝ չափվող տեղամասին զուգահեռ։
Վոլտաչափի «+» նշանով սեղմակն անհրաժեշտ է միացնել էլեկտրական շղթայի չափվող տեղամասի այն կետի հետ, որը միացված է հոսանքի աղբյուրի դրական բևեռին, իսկ «−» նշանով սեղմակը՝ բացասական բևեռին:
Կազմենք շղթա՝ հոսանքի աղբյուրին հերթականորեն միացնելով հաղորդիչներ, որոնք միմյանցից տարբերվում են երկարությամբ, հաստությամբ կամ նյութի տեսակով: Հաղորդիչներով անցնող հոսանքի ուժը չափենք ամպերաչափի օգնությամբ:
Վոլտաչափի պայմանական նշանն է `
Փորձը ցույց է տալիս, որ միևնույն հոսանքի աղբյուրի, այսինքն նույն լարման դեպքում տարբեր հաղորդիչներով անցնող հոսանքի ուժը տարբեր է: Այսինքն նրանք տարբեր կերպ են հակազդում իրենց միջով անցնող հոսանքակիր մասնիկներին:
Էլեկտրական հոսանքի նկատմամբ հաղորդչի հակազդեցությունը բնութագրող ֆիզիկական մեծությունը կոչվում է հաղորդչի էլեկտրական դիմադրություն և նշանակվում R տառով:
Փորձը ցույց է տալիս, որ գլանաձև հաղորդչի դիմադրությունը տվյալ ջերմաստիճանում կախված է նրա L երկարությանից, S լայնական հատույթի մակերեսից և նյութի տեսակից: Ընդ որում, հաղորդչի դիմադրությունը նրա L երկարությունից կախված է ուղիղ համեմատականորեն, իսկ S լայնական հատույթի մակերեսից՝ հակադարձ համեմատականորեն: R=ρl/S
Էլկտրական շղթայով հոսանքի անցումը բնութագրում են երեք մեծություններ. I՝ հոսանքի ուժը,U՝ լարումը,R՝ դիմադրությունը: Այս մեծությունների միջև գոյություն ունի կապ, որը որպես օրենք սահմանել է Գ. Օհմը 1827թ.-ին:
Անփոփոխ դիմադրության դեպքում տեղամասով անցնող հոսանքի ուժն ուղիղ համեմատական է լարմանը:
Այսինքն, որքան մեծ է U լարումը շղթայի տեղամասի ծայրերում, այնքան մեծ է նրանով անցնող I հոսանքի ուժը, և I(U) կախման գրաֆիկը իրենից ներկայացնում է ուղիղ գիծ:
Անփոփոխ լարման դեպքում հոսանքի ուժը հակադարձ համեմատական է դիմադրությանը:
Հոսանքի ուժը շղթայի տեղամասում հավասար է այդ տեղամասի լարման և նրա դիմադրության հարաբերությանը: I=U/R
Օհմի օրենքից ստացվում է, որ դիմադրության նվազման դեպքում հոսանքի ուժն աճում է, և եթե հոսանքի ուժը գերազանցի տվյալ շղթայի համար թույլատրելի արժեքը, ապա շղթային միացված բոլոր սարքերը կարող են շարքից դուրս գալ: Այդպիսի իրավիճակ առաջանում է կարճ միացման դեպքում, երբ շղթայի երկու կետորը միացվում են շատ փոքր դիմադրություն ունեցող հաղորդիչով: Կարճ միացումը կարող է հրդեհի պատճառ դառնալ:
Լարումը չափող սարքը կոչվում է վոլտաչափ:
Թեմատիկ հարցեր և խնդիրներ՝
1․Ի՞նչ աշխատանք է կատարվում, երբ 220 Վ լարման ցանցին միացված էլեկտրական լամպի պարույրով անցնում է 4 Կլ լիցք:
2․Ինչի՞ է հավասար լարումը էլեկտրական ջերմատաքացուցիչի վրա, եթե դրանով 40 Կլ լիցք անցնելիս կատարվում է 1600 Ջ աշխատանք:
3․ Փորձարարը պետք է չափի էլեկտրական լարումը ջերմատաքաչուցիչի ծայրերին: Ո՞ր դեպքում է նա ճիշտ միացրել վոլտաչափը շղթային:
4․Որոշեք Երևանից Գորիս ձգվող 12 մմ² լայնական հատույթի մակերես ունեցող երկաթե հաղորդալարի դիմադրությունը, եթե այդ քաղաքների միջև հեռավորությունը 240 կմ է: Երկաթի տեսակարար դիմադրությունը 0.1 Օմ·մմ²/մ է:
5․Ինչի՞ է հավասար 620 Օմ դիմադրություն ունեցող պարույրով անցնող հոսանքի ուժը, եթե նրա ծայրերում կիրառված լարումը 12 Վ է:
Արփինե Խաչատրյանի բլոգ 